第四章 遗传的分子基础
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(共20小题，每小题3分，共60分，在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求)
1．肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，证明了( )
A．DNA是主要的遗传物质 B．蛋白质是遗传物质
C．RNA是遗传物质 D．DNA是遗传物质
答案 D
解析 这两个实验只能证明DNA是遗传物质。得出“DNA是主要的遗传物质”的结论，是由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数生物如某些病毒的遗传物质是RNA。
2．艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中有光滑菌落产生的是( )
A．S型菌的蛋白质＋R型菌
B．S型菌的多糖＋R型菌
C．S型菌的DNA＋R型菌
D．S型菌的多糖＋S型菌的蛋白质＋R型菌
答案 C
解析 表面光滑的是S型菌落，表面粗糙的是R型菌落。在A、B、D中所利用的蛋白质和多糖不是遗传物质，菌落中只有R型菌落，C项中加入了S型菌的DNA，所以可以使R型菌进行转化，出现S型菌落。
3．下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述，正确的是( )
A．用R型活菌和加热杀死的S型菌分别给小白鼠注射，小鼠均不死亡
B．用35S标记的噬菌体侵染细菌，在子代噬菌体中也有35S标记
C．用烟草花叶病毒核心部分感染烟草，可证明DNA是遗传物质
D．用32P标记的噬菌体侵染细菌后离心，上清液中具有较强的放射性
答案 A
解析 R型肺炎双球菌无毒性，加热杀死后的S型菌不能繁殖，故将其分别给小白鼠注射，小鼠均不死亡；噬菌体的蛋白质分子被35S标记，该物质没有进入被侵染的细菌中，故子代噬菌体中无35S标记；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA；用32P标记的噬菌体侵染细菌后离心，沉淀物中具有较强的放射性。
4．某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3 000个，该DNA分子已经复制了几次(是第几代)( )
A．三次(第四代) B．四次(第五代)
C．五次(第六代) D．六次(第七代)
10
答案 B
解析 依题意，一个DNA分子中A＝200个，设复制n次，消耗A 3 000个，则(2n－1)×200＝3 000，所以n＝4。
5．在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，下图所示标记元素所在部位依次是( )
A．①④ B．②④ C．①⑤ D．③⑤
答案 A
解析 赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，实际上是标记了脱氧核苷酸中的磷酸基和氨基酸中的R基。
6．下列是某同学关于真核生物基因的叙述，正确的是( )
①携带遗传信息 ②能转运氨基酸 ③能与核糖体结合
④能转录产生RNA ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子 ⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换
A．①③⑤ B．①④⑥ C．②③⑥ D．②④⑤
答案 B
解析 基因是有遗传效应的DNA片段，携带遗传信息、能转录、也可能发生基因突变，所以①④⑥正确；②能转运氨基酸的是tRNA，③能与核糖体结合的是mRNA，⑤反密码子位于tRNA上。
7．某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是( )
10
答案 C
解析 设该单链中四种碱基含量分别为A1、T1、G1、C1，其互补链中四种碱基含量分别为A2、T2、C2、G2，DNA分子中四种碱基含量分别为A、T、G、C。由碱基互补配对原则可知(A＋C)/(T＋G)＝1，A曲线应为水平，A项错误；(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)，B曲线应为双曲线的一支，B项错误；(A＋T)/(G＋C)＝(A1＋A2＋T1＋T2)/(G1＋G2＋C1＋C2)＝(A1＋T1)/(G1＋C1)，C项正确；(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(T2＋A1)/(C2＋G2)，D项错误。
8．对甲、乙、丙、丁四种生物进行分析比较，结果如下表所示：
项目
甲
乙
丙
丁
细胞壁
无
无
有
有
所含核酸种类
DNA
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
遗传是否遵循孟德尔遗传规律
否
是
是
否
其中最可能表示肺炎双球菌的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
答案 D
解析 肺炎双球菌是原核生物，有成分为肽聚糖的细胞壁，且细胞中既有DNA也有RNA，原核生物不能进行有性生殖，不遵循孟德尔遗传规律。
10
9．制作DNA分子的双螺旋结构模型时，发现制成的DNA分子的平面结构很像一架“梯子”，那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”之间的“阶梯”、连接阶梯的键以及遵循的原则依次是( )
①磷酸和脱氧核糖 ②氢键 ③碱基对 ④碱基互补配对
A．①②③④ B．①③②④
C．③①②④ D．①②④③
答案 B
解析 “梯子”的“扶手”代表DNA的骨架，即磷酸和脱氧核糖交替连接形成的长链，排列在内侧的碱基对相当于“阶梯”，连接“阶梯”的键是氢键，碱基间配对原则为碱基互补配对原则，A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键。
10．已知1个DNA分子中有4 000个碱基对，其中胞嘧啶有2 200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是( )
A．4 000个和900个 B．4 000个和1 800个
C．8 000个和1 800个 D．8 000个和3 600个
答案 C
解析 每个脱氧核苷酸含有一个碱基，因为含有4 000个碱基对，所以含有8 000个脱氧核苷酸。因为胞嘧啶和鸟嘌呤的数目是2 200对，所以腺嘌呤和胸腺嘧啶的数目是1 800对，又因腺嘌呤和胸腺嘧啶数目相等，所以腺嘌呤的数目是1 800个。
11．已知一个双链DNA分子的G占整个DNA的碱基的27%，并测得DNA分子一条链上的A占这条链碱基的18%，则另一条链上的A的比例是( )
A．9% B．27% C．28% D．46%
答案 C
解析 根据题意，G占整个DNA分子碱基的27%，依据碱基互补配对原则进行计算C也占27%，G＋C＝54%，那么，A＋T＝1－54%＝46%，其中一条链A占18%，则此链中T＝46%－18%＝28%，则另一条链中A＝28%。
12．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述正确的是( )
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m ②碱基之间的氢键数为 ③一个链中A＋T的数量为n ④G的数量为m－n
A．①②③④ B．②③④
C．③④ D．①②③
答案 D
解析 ①的等量关系容易判断；对于②，须知G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键，故氢键数为：2n＋3×＝；③因A＋T的总量为2n
10
，故一条链中的A＋T的数量应为n；④中计算G的数量有误，应为＝－n。
13．将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是( )
A. 小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸
B. 该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA
C. 连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占
D. 该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等
答案 C
解析 小鼠乳腺细胞中的核酸含有A、G、C、T、U五种碱基，八种核苷酸，A正确。基因是具有遗传信息的DNA片段，转录是以基因的一条链为模板指导合成RNA的过程，B正确。连续分裂n次，子细胞中被标记的细胞占，C错误。
14．除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是一对等位基因。下列叙述正确的是( )
A．突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因
B．突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型
C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型
D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链
答案 A
解析 若除草剂敏感型大豆为Aa,1条染色体上A所在片段缺失，即表现出a的性状，即抗性基因为隐性基因，A项正确。染色体片段缺失不能再恢复为敏感型，而基因突变由于不定向性，可以回复突变为敏感型，B、C项错误；抗性基因由于敏感基因中的单个碱基对替换所致的，则该基因表达的可能性较大，D项错误。
15．人类血友病属于伴性遗传，苯丙酮尿症属于常染色体遗传。一对表现型正常的夫妇，生下一个既患血友病又患苯丙酮尿症的男孩。如果他们再生一个女孩，表现正常的概率是( )
A. B. C. D.
答案 B
解析 血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，苯丙酮尿症为常染色体隐性遗传病。患血友病和苯丙酮尿症男孩的基因型为bbXhY，其父母的基因型分别是BbXHY和BbXHXh。对血友病而言，生女孩一定是正常的，即正常的概率为1；对苯丙酮尿症而言，正常的概率为，所以都正常的概率为。
10
16．下列关于人类遗传病的叙述中正确的是( )
A．先天性心脏病都是遗传病
B．单基因遗传病是由一个致病基因引起的遗传病
C．人类基因组测序是测定人的46条染色体中的一半，即23条染色体的碱基序列
D．多基因遗传病是指受两对以上等位基因控制的人类遗传病
答案 D
解析 先天性疾病不一定是遗传病；控制生物性状的基因在生物体内往往成对存在，因此单基因遗传病应是由1对等位基因引起的遗传病，多基因遗传病则是由两对以上等位基因控制的疾病；人类基因组测序是测定人的22条常染色体和2条性染色体的碱基序列。
17．人类中有一种性别畸形XYY个体，外貌男性，有的智力差，有的智力高于一般人。据说这种人常有反社会行为，富攻击性，在犯人中的比例高于正常人群，但无定论。有生育能力，假如有一个XYY男性与一正常女性结婚，下列判断正确的是( )
A．该男性产生精子有X、Y和XY三种类型
B．所生育的后代中出现XYY孩子的几率为
C．所生育的后代中出现性别畸形的几率为
D．所生育的后代智力都低于一般人
答案 C
解析 该男性产生X、YY、XY、Y四种类型的精子，分别占、、、；后代出现XYY孩子的几率为；后代中出现性别畸形的几率为；后代智力有的低于一般人，有的高于一般人，有的跟一般人相同。
18．下列说法中，不正确的一项是( )
A．多基因遗传病的遗传通常不遵循孟德尔遗传定律
B．适龄生育对于预防遗传病和防止先天性疾病患儿的出生具有重要意义
C．禁止近亲结婚是预防遗传性疾病发生的最简单有效的方法
D．21三体综合征和猫叫综合征患者都属于染色体数目异常遗传病
答案 D
解析 21三体综合征是由染色体数目异常引起的，但猫叫综合征却属于染色体结构异常遗传病。
19. 研究发现，人类免疫缺陷病毒( HIV) 携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(见下图)，下列相关叙述错误的是( )
10
A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节
B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞
C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上
D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病
答案 B
解析 人类免疫缺陷病毒(HIV)属反转录病毒的一种，主要攻击人体的淋巴细胞，在侵染过程中HIV整体进入T淋巴细胞内，故B选项错误。HIV的遗传物质RNA，经逆转录形成的DNA可整合到患者细胞的基因组中，再通过病毒DNA的复制、转录和翻译，每个被感染的细胞就可生产出大量的HIV，然后由被感染的细胞裂解释放出来；根据题图中的中心法则可知病毒DNA是通过逆转录过程合成，可见科研中可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病，故A、C、D选项均正确。
20．下列有关生物转基因技术安全性的叙述，不正确的是( )
A．生物转基因技术既可造福人类，又能威胁社会
B．人们对转基因食品的担心，从某些实例来看并非是多余的
C．目的基因导入人体细胞，有可能使受体的基因组成发生某种无法控制和预见的遗传变异
D．转基因农作物肯定不会将目的基因传给杂草
答案 D
解析 转基因技术是一把双刃剑，既有有利的一面，又存在安全性问题。1996年一些科学家发现转入抗除草剂基因的油菜可以与某些杂草杂交，并结出种子。
二、非选择题(本题共4个小题，共40分)
21．(9分)右图为细胞内DNA分子复制简图，请据图回答：
(1)图示过程表示________，需要________酶的作用。
(2)该过程发生的时间为细胞周期的
________________________。
(3)DNA分子复制时，在有关酶的作用下，以母链为模板，以游离的________为原料，按照________原则，合成与母链互补的子链。
(4)若亲代DNA分子中A＋T占60%，则子代DNA分子中A＋T占________%。
(5)若将含14N的细胞放在只含15N的环境中培养，使细胞连续分裂n
10
次，则最终获得的子代DNA分子中，含14N的占________，含15N的占________，这说明DNA的复制特点是___________，
其意义是________________。
答案 (1)DNA复制 解旋酶、DNA聚合 (2)分裂间期 (3)脱氧核苷酸 碱基互补配对 (4)60 (5) 100% 半保留复制 保持了遗传信息的连续性
解析 (1)图示为以亲代DNA的两条链为模板，形成子代DNA分子的过程，所以是DNA复制，该过程需解旋酶和DNA聚合酶作用。(2)DNA分子复制发生在细胞周期的分裂间期。(3)DNA分子复制以游离的4种脱氧核苷酸为原料，以亲代DNA分子的两条链为模板，在DNA聚合酶作用下，按照碱基互补配对原则合成子链。(4)若亲代DNA分子中A＋T＝60%，经过复制后形成的子代DNA分子中A＋T＝60%。(5)DNA分子复制是半保留复制，14N标记的DNA分子在15N的环境中，不论复制多少次，形成的子代的DNA分子中只有2个DNA分子含14N，所有子代DNA分子都含有15N。
22．(8分)如图表示真核细胞中遗传信息的流动过程，①②③表示生理过程。请据图回答问题。
(1)过程①发生的时期是_______________________。
(2)rRNA的功能是_____________________________。
(3)tRNA共有________种，其与所携带氨基酸的关系是
________________________________。
(4)一个mRNA上可以连接多个核糖体形成多聚核糖体，多聚核糖体形成的生物学意义是______________________________。
答案 (1)细胞分裂间期(或有丝分裂间期和减数第一次分裂间期) (2)核糖体的重要组成成分 (3)61 一种氨基酸可由多种tRNA转运，但每种tRNA只能转运一种氨基酸 (4)可迅速利用少量mRNA合成大量蛋白质
解析 (1)由图示可知①为DNA复制，发生时期为细胞分裂前的间期。(2)rRNA是核糖体的重要组成成分。(3)tRNA是转运氨基酸的工具，共有61种，而氨基酸有20种，故一种氨基酸可以由多种tRNA转运，但每种tRNA只能转运一种氨基酸。(4)一个mRNA上连接多个核糖体，这样以1条mRNA为模板可以同时合成多条多肽链。
10
23．(13分)下图是患甲病(显性基因为A，隐性基因为a)和乙病(显性基因为B，隐性基因为b)两种遗传病的系谱图，且Ⅱ3和Ⅱ8两者的家庭均无乙病史。请据图回答问题。
(1)甲病的遗传方式是____________________。
(2)乙病的遗传方式是___________。
(3)Ⅲ11和Ⅲ9分别与正常男性结婚，她们怀孕后到医院进行遗传咨询，了解到若在妊娠早期对胎儿脱屑进行检查，可判断后代是否会患这两种病
①Ⅲ11采取的措施是________________(填序号)，
原因是__________________。
②Ⅲ9采取的措施是__________________(填序号)，
原因是____________________。
A．染色体数目检测 B．基因检测
C．性别检测 D．无需进行上述检测
(4)若Ⅲ9与Ⅲ12违法结婚，子女中患病的可能性是___________________。
答案 (1)常染色体显性遗传 (2)伴X染色体隐性遗传 (3)①D Ⅲ11的基因型为aaXBXB，与正常男性婚配所生孩子都正常 ②C或C、B或B Ⅲ9的基因型为aaXBXb或aaXBXB，与正常男性婚配，所生女孩均正常，男孩有可能患病，故应进行胎儿的性别检测或基因检测 (4)
解析 (1)甲病患者Ⅱ7和Ⅱ8生出正常Ⅲ11女性个体，因此甲病是常染色体显性遗传病。(2)Ⅱ3无乙病史，Ⅱ3和Ⅱ4结婚，Ⅲ10个体两病兼患，所以乙病基因位于X染色体上，且为隐性遗传。(3)Ⅲ11的基因型为aaXBXB，与正常男性婚配所生孩子都正常，无需进行检测。Ⅲ9的基因型可能为aaXBXb或aaXBXB，与正常男性婚配，所生女孩均正常，男孩有可能患病，故应进行胎儿的性别检测或者基因检测。(4)Ⅲ9的基因型为aaXBXb或aaXBXB，Ⅲ12的基因型为AAXBY或者AaXBY。Ⅲ9与Ⅲ12结婚，如只考虑后代甲病患病几率则为，正常为；只考虑后代乙病患病几率则为，正常为，因此子女中患病的可能性为1－×＝。
24．(10分)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是
，请回答：
10
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是________。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是_________________，
人体蛋白质基因导入羊细胞时用的工具是________________________。
(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指________________。
(5)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？
___________________________。
答案 (1)限制核酸内切酶 DNA连接酶
(2)
(3)具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列) 细菌质粒或病毒
(4)人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质
(5)安全；因目的基因导入受体细胞后，控制合成的人奶蛋白质成分没有改变(或不安全，因目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞的中某些成分的影响，合成的蛋白质成分可能发生一定的改变)。
解析 (2)首先要按照碱基互补配对原则，由已知的一条链完成质粒双链上的碱基序列，再根据切点写出切割后形成的黏性末端。(3)要求回答基因能够拼接的原因，不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需要先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用动物病毒的DNA。(4)基因的表达是指基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，即通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。(5)为开放性的问题，但要注意回答的理由要与观点相对应。
10
微信/支付宝扫码支付